RU2164517C1 - Method of preparing multifunctional additive for lubricating oils - Google Patents
Method of preparing multifunctional additive for lubricating oils Download PDFInfo
- Publication number
- RU2164517C1 RU2164517C1 RU99127597A RU99127597A RU2164517C1 RU 2164517 C1 RU2164517 C1 RU 2164517C1 RU 99127597 A RU99127597 A RU 99127597A RU 99127597 A RU99127597 A RU 99127597A RU 2164517 C1 RU2164517 C1 RU 2164517C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acid
- additive
- zinc oxide
- mol
- boric acid
- Prior art date
Links
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 title claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 20
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- YXIWHUQXZSMYRE-UHFFFAOYSA-N 1,3-benzothiazole-2-thiol Chemical compound C1=CC=C2SC(S)=NC2=C1 YXIWHUQXZSMYRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 21
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims abstract description 14
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims abstract description 13
- YIWUKEYIRIRTPP-UHFFFAOYSA-N 2-ethylhexan-1-ol Chemical compound CCCCC(CC)CO YIWUKEYIRIRTPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 10
- DNIAPMSPPWPWGF-GSVOUGTGSA-N (R)-(-)-Propylene glycol Chemical compound C[C@@H](O)CO DNIAPMSPPWPWGF-GSVOUGTGSA-N 0.000 claims abstract description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract 3
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 2
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 abstract 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 11
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 9
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 9
- WMYJOZQKDZZHAC-UHFFFAOYSA-H trizinc;dioxido-sulfanylidene-sulfido-$l^{5}-phosphane Chemical group [Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]P([O-])([S-])=S.[O-]P([O-])([S-])=S WMYJOZQKDZZHAC-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 9
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 8
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 8
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 8
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 7
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 5
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- -1 aliphatic alcohols Chemical class 0.000 description 3
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- DMTLDMZLFIUKIO-UHFFFAOYSA-N 2,9-dimethyldecan-4-ylsulfanyl-dihydroxy-sulfanylidene-lambda5-phosphane Chemical compound CC(C)CCCCC(CC(C)C)SP(O)(O)=S DMTLDMZLFIUKIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000002199 base oil Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 2
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- BWDBEAQIHAEVLV-UHFFFAOYSA-N 6-methylheptan-1-ol Chemical compound CC(C)CCCCCO BWDBEAQIHAEVLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940125652 NAMI Drugs 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007866 anti-wear additive Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003354 benzotriazolyl group Chemical class N1N=NC2=C1C=CC=C2* 0.000 description 1
- SYFIMIPHNTZHIN-UHFFFAOYSA-N bis(2-methylpropoxy)-sulfanyl-sulfanylidene-$l^{5}-phosphane Chemical compound CC(C)COP(S)(=S)OCC(C)C SYFIMIPHNTZHIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DXECDJILNIXBML-UHFFFAOYSA-N bis(6-methylheptoxy)-sulfanyl-sulfanylidene-$l^{5}-phosphane Chemical compound CC(C)CCCCCOP(S)(=S)OCCCCCC(C)C DXECDJILNIXBML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- NAGJZTKCGNOGPW-UHFFFAOYSA-N dithiophosphoric acid Chemical compound OP(O)(S)=S NAGJZTKCGNOGPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002118 epoxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000003348 petrochemical agent Substances 0.000 description 1
- 125000004437 phosphorous atom Chemical group 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Lubricants (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, в частности к способу получения многофункциональной присадки к смазочным маслам. The invention relates to the field of oil refining and petrochemicals, in particular to a method for producing a multifunctional additive for lubricating oils.
Известно, что при разработке композиции смазочного материала наибольшее внимание уделяется подбору присадок, способных защищать металлические поверхности трения. Благодаря своему химическому строению они образуют поверхностную пленку, способную в условиях реализации различных режимов трения, не разрушаясь, выдерживать высокие нагрузки, в том числе и повторно-переменные, и обеспечивать плавную работу машин и механизмов. Поэтому среди большого ассортимента противоизносных присадок именно дитиофосфаты цинка нашли наибольшее применение, и связано это, в первую очередь, с их способностью проявлять высокие трибологические, антикоррозионные, антиокислительные и антипиттинговые свойства. It is known that when developing a lubricant composition, the greatest attention is paid to the selection of additives capable of protecting metal friction surfaces. Due to their chemical structure, they form a surface film, capable of withstanding the conditions of various friction regimes, without breaking, withstand high loads, including re-variable ones, and ensure smooth operation of machines and mechanisms. Therefore, among the wide range of antiwear additives, it is zinc dithiophosphates that have found the greatest application, and this is primarily due to their ability to exhibit high tribological, anticorrosive, antioxidant and anti-pitting properties.
Зарубежные фирмы по производству присадок предлагают широкий ассортимент дитиофосфатов, как собственно дитиофосфаты цинка с различными алкильными радикалами, обладающих различной термической стабильностью, так и сочетание дитиофосфатов с другими присадками аналогичного назначения, что приводит к расширению диапазона их действия. Foreign additive manufacturing companies offer a wide range of dithiophosphates, both zinc dithiophosphates proper with various alkyl radicals with different thermal stability, and the combination of dithiophosphates with other additives of a similar purpose, which leads to an expansion in the range of their action.
В нашей стране, так же как и во всем мире, дитиофосфаты цинка имеют значительный удельный вес в ассортименте присадок к маслам. Однако качество отечественных присадок уступает импортным и практически отсутствует производство дитиофосфатов цинка с содержанием активного компонента более 80%. Это объясняется технологическими трудностями, связанными с отделением от присадок не вступившего в реакцию оксида цинка и механических примесей. In our country, as well as throughout the world, zinc dithiophosphates have a significant proportion in the range of oil additives. However, the quality of domestic additives is inferior to imported ones and there is practically no production of zinc dithiophosphates with an active component content of more than 80%. This is due to technological difficulties associated with the separation of unreacted zinc oxide and mechanical impurities from additives.
Ограниченный же ассортимент дитиофосфатов связан с отсутствием в нашей стране качественных алифатических спиртов с различной длиной алкильной группы. A limited assortment of dithiophosphates is associated with the absence in our country of high-quality aliphatic alcohols with different lengths of the alkyl group.
Настоящее изобретение относится к разработке синтеза присадки дитиофосфатного типа с содержанием основного компонента более 80% и улучшенными эксплуатационными свойствами и технологическими показателями. The present invention relates to the development of the synthesis of dithiophosphate type additives with a main component content of more than 80% and improved performance and technological parameters.
Известны различные способы получения дитиофосфатов цинка, в основе которых лежит реакция фосфоросернения алифатического спирта и(или) смеси спиртов с последующей обработкой образующейся дитиокислоты оксидом цинка /Пат. США N 4116871 кл. 252/32.7E; МКИ C 10 моль 1/48, Пат. ФРГ N 3048087 МКИ C 07 F 9/165/. There are various methods for producing zinc dithiophosphates, which are based on the reaction of phosphorization of an aliphatic alcohol and (or) a mixture of alcohols, followed by treatment of the resulting dithioic acid with zinc oxide / Pat. U.S. N 4116871 C. 252 / 32.7E; MKI C 10 mol 1/48, Pat. Germany N 3048087 MKI C 07 F 9/165 /.
Проведение реакции в присутствии растворителей, например спиртов, поверхностно-активных веществ способствует получению соединений, обладающих более высокой термической стабильностью /Пат. США N 4215067 кл. 260/420.9; МКИ C 07 F 3/06; Пат. Румынии N 81290 МКИ C 10 М 1/48/. Возможно получение таких соединений и при использовании смеси диалкилдитиофосфорной и карбоновой кислот /Пат. США N 4417990 кл. 252/32.7Е; МКИ C 10 M 1/48/, и при предварительной обработке дитиокислоты эпоксидом /Пат. США N 3213021 кл. 252/32.7Е; МКИ C 10 M 1/48/. The reaction in the presence of solvents, for example alcohols, surfactants, contributes to the production of compounds with higher thermal stability / Pat. USA N 4215067 C. 260 / 420.9; MKI C 07 F 3/06; Pat. Romania N 81290 MKI C 10 M 1/48 /. It is possible to obtain such compounds using a mixture of dialkyldithiophosphoric and carboxylic acids / Pat. USA N 4417990 C. 252 / 32.7E; MKI C 10 M 1/48 /, and in pretreatment of dithioacid with epoxide / Pat. U.S. N 3213021 C. 252 / 32.7E; MKI C 10 M 1/48 /.
При синтезе дитиофосфатов цинка используются различные промоторы, как-то: минеральные кислоты, например азотная /Пат. США N 4104291, кл. 260-429.9; МКИ C 07 F 9/06/, органические кислоты и их соли /Пат. США N 3102096, кл. 252-32.7/, а также вода /Пат. США N 2824062/. Повышение антиокислительных и антикоррозионных свойств достигается использованием как собственно продукта реакции производных бензтриазола и дитиофосфата цинка /Пат. США N 4456639 НКИ 252-46.7; МКИ C 10 M 1/48/, так и композиции дитиофосфата цинка с производными 2-меркаптобензтиазола /Пат. США N 4917809 НКИ 252-32.7; МКИ C 10 M 135/36/. In the synthesis of zinc dithiophosphates, various promoters are used, such as: mineral acids, for example nitric acid / Pat. U.S. N 4104291, cl. 260-429.9; MKI C 07 F 9/06 /, organic acids and their salts / Pat. U.S. N 3102096, class 252-32.7 /, as well as water / Pat. U.S. N 2824062 /. The increase in antioxidant and anticorrosive properties is achieved by using, as the actual reaction product, derivatives of benzotriazole and zinc dithiophosphate / Pat. U.S. N 4456639 NKI 252-46.7; MKI C 10 M 1/48 /, and the composition of zinc dithiophosphate with derivatives of 2-mercaptobenzthiazole / Pat. U.S. N 4917809 NKI 252-32.7; MKI C 10
Сочетание дитиофосфата цинка с борсодержащими соединениями приводит к улучшению их антипиттинговых свойств, при этом в качестве борсодержащего соединения используются бораты щелочных металлов /Пат. США N 4575431 НКИ 252-32.7E; МКИ C 10 M 137/10/. The combination of zinc dithiophosphate with boron-containing compounds leads to an improvement in their anti-pitting properties, while alkali metal borates are used as a boron-containing compound / Pat. U.S. N 4,575,431 NKI 252-32.7E; MKI C 10 M 137/10 /.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения высокотемпературного смазочного материала /Пат. США N 4917809 НКИ 252-32.7; МКИ C 10 M 135/36/, согласно которому композиция смазочного материала содержит собственно минеральное или синтетическое масло и 0,05-5% весовых смеси азотсодержащего соединения (I) формулы:
или формулы:
где Y - -O; -S; -NH или NR9, Z-(CR8) или N;
R1; R2; R3 - водород или алкил C1-C12; или алкенил C2-C24;
R4 может быть радикал -C(R10)= N-CH2-CH2, где R10 - водород, алкил C1-C17, алкенил C2-C17;
R5 - это водород или группа -SH или алкил C1-C22;
R6 - водород;
R7 - водород или радикал R6 и R7 вместе непосредственно связаны;
R8 - водород или алкил C1-C22; или фенил, или R7 и R8 вместе карбонил;
R9 - алкил C1-C12;
и значение a может быть 0, 1 или 2 и фосфорсодержащего соединения (2) формулы
или
где X; X1 или X2 независимо друг от друга кислород или сера;
R11, R12 одинаковые или различные алкильные группы C1-C12, которые могут содержать -O-; -S-; карбонильные группы, фенил и т.д.;
n - имеет значение 1, 2 или 3;
K имеет значения от 1 до 2, и в случае, когда n или n* равняется 2, радикалы P11 одинаковые или различные, связаны через гетероатомы X1 с атомом фосфора;
M есть K-валентный металл, протон или соединение HN+R13R14R15,
где R13 - водород, или содержащий группу OH- алкил C1-C30;
R14 - водород или алкил C1-C30;
R15 - водород или алкил C1-C7; или алкенил C2-C17;
M есть K-валентный металл или соединение HN+R13R14R15, где R13 - водород, R14, R15 - водород или алкил C1-C30.Closest to the proposed invention is a method for producing a high-temperature lubricant / Pat. U.S. N 4917809 NKI 252-32.7; MKI C 10
or formulas:
where Y is —O; -S; -NH or NR 9 , Z- (CR 8 ) or N;
R 1 ; R 2 ; R 3 is hydrogen or C 1 -C 12 alkyl; or alkenyl C 2 -C 24 ;
R 4 may be a radical —C (R 10 ) = N — CH 2 —CH 2 , where R 10 is hydrogen, alkyl C 1 -C 17 , alkenyl C 2 -C 17 ;
R 5 is hydrogen or an —SH group or C 1 -C 22 alkyl;
R 6 is hydrogen;
R 7 is hydrogen or a radical R 6 and R 7 are directly bonded together;
R 8 is hydrogen or C 1 -C 22 alkyl; or phenyl, or R 7 and R 8 together are carbonyl;
R 9 is C 1 -C 12 alkyl;
and the value of a may be 0, 1 or 2 and a phosphorus-containing compound (2) of the formula
or
where is X; X 1 or X 2 independently from each other oxygen or sulfur;
R 11 , R 12 the same or different alkyl groups C 1 -C 12 which may contain —O—; -S-; carbonyl groups, phenyl, etc .;
n is 1, 2 or 3;
K has values from 1 to 2, and in the case when n or n * is 2, the radicals P 11 are the same or different, linked via heteroatoms X 1 to the phosphorus atom;
M is a K-valence metal, proton or compound HN + R 13 R 14 R 15 ,
where R 13 is hydrogen, or containing an OH group is C 1 -C 30 alkyl;
R 14 is hydrogen or alkyl C 1 -C 30 ;
R 15 is hydrogen or C 1 -C 7 alkyl; or alkenyl C 2 -C 17 ;
M is a K-valent metal or a compound HN + R 13 R 14 R 15 , where R 13 is hydrogen, R 14 , R 15 is hydrogen or C 1 -C 30 alkyl.
В качестве K-валентного металла используются: Li+1; Na+; K+ при K = 1 и при K = 2 - Mg+2; Ca+2; Ba+2; Zn+2. Однако более предпочтителен Zn+2.The following are used as K-valence metal: Li +1 ; Na + ; K + at K = 1 and at K = 2 - Mg +2 ; Ca +2 ; Ba + 2 ; Zn +2 . However, Zn +2 is more preferred.
Указанная в патенте композиция готовится простым смешением азотсодержащего и фосфорсодержащего компонентов, при этом их соотношение может варьироваться от 10:1 до 1:10, более предпочтительно от 1:1 до 1:3. The composition indicated in the patent is prepared by simple mixing of the nitrogen-containing and phosphorus-containing components, while their ratio can vary from 10: 1 to 1:10, more preferably from 1: 1 to 1: 3.
Приготовленная композиция вводится в минеральное масло в концентрации от 0,05 до 5%, и более предпочтительно - от 0,1 до 3,0 мас.%. The prepared composition is introduced into mineral oil in a concentration of from 0.05 to 5%, and more preferably from 0.1 to 3.0 wt.%.
Смазочное масло, содержащее указанную композицию, проявляет высокий уровень противоизносных свойств, при этом в патенте не приводятся данные о влиянии смазочной композиции на другие эксплуатационные свойства, такие как антиокислительные и противопиттинговые. A lubricating oil containing the specified composition exhibits a high level of antiwear properties, while the patent does not provide information on the effect of the lubricating composition on other performance properties, such as antioxidant and anti-petting.
Нами предлагается способ получения многофункциональной присадки к смазочным маслам на основе диалкилдитиофосфата цинка, позволяющий получить продукт, способный улучшить не только смазывающие свойства, но и другие свойства: антиокислительные, антикоррозионные, антипиттинговые и т.д. We propose a method for producing a multifunctional additive for lubricating oils based on zinc dialkyldithiophosphate, which allows to obtain a product that can improve not only the lubricating properties, but also other properties: antioxidant, anticorrosive, anti-pitting, etc.
Достигаемым техническим результатом настоящего изобретения является возможность разработки новой многофункциональной присадки к смазочным маслам, при введении которой в минеральное масло улучшаются эксплуатационные свойства - противоизносные, антифрикционные и антипиттинговые. Achievable technical result of the present invention is the ability to develop a new multifunctional additive for lubricating oils, the introduction of which in mineral oil improves performance properties - antiwear, anti-friction and anti-pitting.
Указанный технический результат обеспечивается в предлагаемом способе получения многофункциональной присадки путем взаимодействия диалкилдитиофосфорной кислоты, где алкил R - нормального или изостроения C4-C8, с оксидом цинка, в присутствии алифатического спирта, 2-меркаптобензтиазола и воды при температуре 80-95oC с последующим модифицированием образующихся продуктов борной кислотой.The specified technical result is provided in the proposed method for producing a multifunctional additive by reacting dialkyldithiophosphoric acid, where alkyl R is normal or isostructure C 4 -C 8 , with zinc oxide, in the presence of aliphatic alcohol, 2-mercaptobenzthiazole and water at a temperature of 80-95 o C subsequent modification of the resulting products with boric acid.
Процесс обработки борной кислотой проводят при температуре 90-110oC и при следующем мольном соотношении: диалкилдитиофосфорная кислота : оксид цинка : спирт : вода : 2-меркаптобензтиазол : борная кислота равном 1 : 0,6-0,75 : 0,10-0,2 : 0,2-0,8 : 0,015-0,06 : 0,05-0,1.The process of boric acid treatment is carried out at a temperature of 90-110 o C and the following molar ratio: dialkyldithiophosphoric acid: zinc oxide: alcohol: water: 2-mercaptobenzthiazole: boric acid equal to 1: 0.6-0.75: 0.10-0 2: 0.2-0.8: 0.015-0.06: 0.05-0.1.
В качестве алифатического спирта используется 2-этилгексанол, или смесь спиртов C5-C8.As an aliphatic alcohol, 2-ethylhexanol, or a mixture of C 5 -C 8 alcohols, is used.
Заявляемый способ иллюстрируется следующими примерами. The inventive method is illustrated by the following examples.
Пример 1
В реактор, снабженный обогревом, перемешивающим устройством и барботером для подачи азота, загружают 0,75 моля оксида цинка, 0,2 моля воды, 0,2 моля изооктилового спирта, 0,015 моля 2-меркаптобензтиазола. К этой смеси добавляют минеральное масло в количестве 15% весовых от веса загружаемой дитиокислоты. Полученную смесь перемешивают в течение 30 мин и при 80oС дозируют 1 моль иизобутилдитиофосфорной кислоты, после чего осуществляют отработку процесса в течение 2 ч при 80oC.Example 1
0.75 moles of zinc oxide, 0.2 moles of water, 0.2 moles of isooctyl alcohol, 0.015 moles of 2-mercaptobenzothiazole are charged into a reactor equipped with heating, a stirrer and a nitrogen bubbler. To this mixture is added mineral oil in an amount of 15% by weight of the weight of the loaded dithioic acid. The resulting mixture was stirred for 30 min and at 80 o C was dosed 1 mol iizobutilditiofosfornoy acid, after which the process is carried out refinement for 2 hours at 80 o C.
После отработки процесса в реактор подают 0,05 моля борной кислоты и при температуре 110oC проводят отработку процесса в течение 2 ч. Далее от реакционной смеси отгоняют не вступивший в реакцию спирт и воду, затем продукт подвергают фильтрации.After testing the process, 0.05 mol of boric acid is fed into the reactor, and at a temperature of 110 ° C, the process is tested for 2 hours. Then, the unreacted alcohol and water are distilled off from the reaction mixture, then the product is filtered.
Полученная присадка представляет собой мазеобразную массу светло-коричневого цвета, имеет щелочное число 15,5 мг KOH/г; pH 6,66; содержание активных элементов, мас.% : - цинка 8,9; фосфора - 7,4; бора - 0,07. The resulting additive is a creamy mass of light brown color, has an alkaline number of 15.5 mg KOH / g; pH 6.66; the content of active elements, wt.%: - zinc 8.9; phosphorus - 7.4; boron - 0.07.
Пример 2
В реактор, снабженный обогревом, перемешивающим устройством и барботером для подачи азота, загружают 0,60 моля оксида цинка, 0,5 моля воды, 0,2 моля 2-этилгексанола, 0,06 моля 2-меркаптобензтиазола. К этой смеси добавляют минеральное масло в количестве 15% весовых от веса загружаемой дитиофосфорной кислоты. Полученную смесь перемешивают в течение 30 мин и при 80oC дозируют 1 моль диизобутилдитиофосфорной кислоты, после чего осуществляют отработку процесса в течение 2 ч при 95oC. Затем в реактор подают 0,1моль борной кислоты и при 90oC проводят отработку процесса в течение 2 ч. Далее от реакционной смеси отгоняют не вступивший в реакцию спирт, воду и затем продукт подвергают фильтрации. Полученная присадка представляет собой мазеобразную массу светло-коричневого цвета, имеет щелочное число 7,9 мг KOH/г; pH 6; содержание активных элементов, мас. %: цинка - 9,2; фосфора - 8,7 и бора - 0,09.Example 2
0.60 moles of zinc oxide, 0.5 moles of water, 0.2 moles of 2-ethylhexanol, 0.06 moles of 2-mercaptobenzothiazole are charged into a reactor equipped with heating, a stirrer and a nitrogen bubbler. To this mixture is added mineral oil in an amount of 15% by weight of the weight of the charged dithiophosphoric acid. The resulting mixture is stirred for 30 minutes and 1 mol of diisobutyl dithiophosphoric acid is metered in at 80 ° C, after which the process is refined for 2 hours at 95 ° C. Then 0.1 mol of boric acid is fed into the reactor and the process is perfected at 90 ° C. for 2 hours. Next, the unreacted alcohol is distilled off from the reaction mixture, water and then the product is filtered. The resulting additive is a creamy mass of light brown color, has an alkaline number of 7.9 mg KOH / g;
Пример 3
В условиях примера 2 осуществляют способ при следующем соотношении реагентов: оксид цинка - 0,75 моля; вода - 0,3 моля; смесь спиртов C5-C8 - 0,15 моля; 2-меркаптобензтиозол - 0,03 моля; минеральное масло в количестве 15% весовых от веса диизооктилдитиофосфорной кислоты, взятой в количестве 1моля; борная кислота - 0,08 моля.Example 3
In the conditions of example 2, the method is carried out in the following ratio of reagents: zinc oxide — 0.75 mol; water - 0.3 mol; a mixture of alcohols C 5 -C 8 - 0.15 mol; 2-mercaptobenzthiozole - 0.03 mol; mineral oil in an amount of 15% by weight of the weight of diisooctyl dithiophosphoric acid, taken in an amount of 1 mol; boric acid - 0.08 mol.
Полученная присадка представляет собой жидкость светло-коричневого цвета, имеет щелочное число - 19,7 мг KOH/г; pH - 6,60; содержание активных элементов,мас. % : - цинка - 8,2%; фосфора - 7,0%; бора - 0,1%. The resulting additive is a light brown liquid, has an alkaline number of 19.7 mg KOH / g; pH 6.60; the content of active elements, wt. %: - zinc - 8.2%; phosphorus - 7.0%; boron - 0.1%.
Пример 4
В условиях примера 1 осуществляют способ при следующем соотношении реагентов: оксид цинка - 0,55 моль; вода - 0,8 моль; 2-этилгексанола 0,14 моль; 2-меркаптобензтиазола - 0,05 моль; минеральное масло в количестве 15% весовых от веса изобутилизооктилдитиофосфорной кислоты, взятой в количестве - 1 моля; борная кислота - 0,05 моля.Example 4
In the conditions of example 1, the method is carried out in the following ratio of reagents: zinc oxide — 0.55 mol; water - 0.8 mol; 2-ethylhexanol 0.14 mol; 2-mercaptobenzthiazole - 0.05 mol; mineral oil in an amount of 15% by weight of the weight of isobutylisooctyldithiophosphoric acid, taken in an amount of 1 mol; boric acid - 0.05 mol.
Полученная присадка представляет собой жидкость светло-коричневого цвета, имеет щелочное число 15,4 мг KOH/г; pH - 6,30; содержание активных элементов, мас. % : цинка - 9,1; фосфора - 8,2; бора - 0,12. The resulting additive is a light brown liquid, has an alkaline number of 15.4 mg KOH / g; pH 6.30; the content of active elements, wt. %: zinc - 9.1; phosphorus - 8.2; boron - 0.12.
Пример 5
В условиях примера 2 осуществляют способ при следующем соотношении реагентов: оксид цинка - 0,75 моль; вода - 0,5 моль; 2-этилгексанол - 0,1моль; 2-меркаптобензтиазол - 0,03 моль; минеральное масло в количестве 15% весовых от веса изобутилизооктилдитиофосфорной кислоты, взятой в количестве 1 моля; борная кислота - 0,05 моля.Example 5
In the conditions of example 2, the method is carried out in the following ratio of reagents: zinc oxide — 0.75 mol; water - 0.5 mol; 2-ethylhexanol - 0.1 mol; 2-mercaptobenzthiazole - 0.03 mol; mineral oil in an amount of 15% by weight of the weight of isobutylisooctyldithiophosphoric acid, taken in an amount of 1 mol; boric acid - 0.05 mol.
Полученная присадка представляет собой жидкость светло-коричневого цвета, имеет щелочное число - 12,5 мг KOH/г; pH - 6,2; содержание активных элементов, мас. % : цинка - 9,0; фосфора - 8,1; бора - 0,1. The resulting additive is a light brown liquid, has an alkaline number of 12.5 mg KOH / g; pH 6.2; the content of active elements, wt. %: zinc - 9.0; phosphorus 8.1; boron - 0.1.
В качестве прототипа была использована наиболее известная в нашей стране присадка LZ-1395 производства фирмы Lubrizol Corp. The most famous additive in our country, LZ-1395, manufactured by Lubrizol Corp., was used as a prototype.
Важной технической характеристикой при получении дитиофосфатов является возможность их очистки от механических примесей и не вступившего в реакцию оксида цинка в процессе фильтрации. An important technical characteristic in the preparation of dithiophosphates is the possibility of their purification from mechanical impurities and unreacted zinc oxide in the filtration process.
В таблице 1 приведены результаты опытов по фильтрованию присадок, приготовленных в соответствии с примерами 1-5. Table 1 shows the results of experiments on filtering additives prepared in accordance with examples 1-5.
В качестве критерия оценки использовалась условная скорость фильтрации, при этом чем более высокое значение имеет показатель, тем эффективнее указанный процесс. The conditional filtration rate was used as an evaluation criterion, and the higher the indicator value, the more efficient the specified process.
Как видно из (табл. 1), все указанные присадки имеют удовлетворительное значение скорости фильтрации, хотя и несколько ниже, чем у присадки, полученной по технологии присадки LZ-1395. As can be seen from (table. 1), all of these additives have a satisfactory filtration rate, although slightly lower than that of the additive obtained using the additive technology LZ-1395.
Все полученные присадки растворимы в минеральном и синтетических базовых маслах. All additives obtained are soluble in mineral and synthetic base oils.
Для оценки эффективности синтезированных соединений их вводили в масла М-11 и АСВ-10 в концентрации, соответствующей 0,06% по фосфору. To assess the effectiveness of the synthesized compounds, they were introduced into oils M-11 and ACB-10 at a concentration corresponding to 0.06% in phosphorus.
Для определения смазывающих свойств использовались: четырехшариковая машина трения, где в соответствии с ГОСТ 9490-75 определялись противоизносные и противозадирные свойства смазочных композиций; стенд SRV фирмы Optimol, где определялись противоизносные свойства при нагрузке 200 Н, а также антифрикционные свойств - по изменению коэффициента трения. To determine the lubricating properties, the following were used: four-ball friction machine, where, in accordance with GOST 9490-75, antiwear and extreme pressure properties of lubricating compositions were determined; Optimol SRV stand, where anti-wear properties were determined at a load of 200 N, as well as anti-friction properties - by changing the friction coefficient.
Для определения антикоррозионных и антиокислительных свойств использовался метод определения указанных свойств на приборе ДК-НАМИ по ГОСТ 20502-75. To determine the anticorrosive and antioxidant properties, the method of determining the indicated properties was used on a DK-NAMI instrument according to GOST 20502-75.
Сущность метода заключается в определении потери массы свинцовой (медной) пластины и изменении структуры масла, подвергшегося испытанию при температуре 160oC в течение определенного промежутка времени.The essence of the method is to determine the mass loss of the lead (copper) plate and change the structure of the oil, which was tested at a temperature of 160 o C for a certain period of time.
Результаты проведенных испытаний представлены в табл. 2 и 3. The results of the tests are presented in table. 2 and 3.
Приведенные в табл. 2 и 3 данные показывают, что по уровню проявляемых свойств разработанная присадка по вышеприведенным примерам не уступает присадке LZ-1395. Given in the table. 2 and 3, the data show that in terms of the properties shown, the developed additive according to the above examples is not inferior to the additive LZ-1395.
В настоящее время композиция моторных масел подбирается таким образом, чтобы не только улучшать смазывающие характеристики базового масла, но и по возможности повысить способность смазочного материала выдерживать, не разрушаясь при этом, повторно-поперечные напряжения, т.е. в конечном счете снижать выкрашивание металлических поверхностей, испытывающих деформации сжатия - "питтинг". At present, the composition of motor oils is selected in such a way as to not only improve the lubricating characteristics of the base oil, but also, if possible, increase the ability of the lubricant to withstand, without collapsing, re-transverse stresses, i.e. ultimately reduce the chipping of metal surfaces experiencing compression deformations - "pitting".
Исследование антипиттинговых свойств проводили на установке "кулачок-толкатель" с привлечением радиоизотопного метода. The study of anti-pitting properties was carried out on a cam-pusher installation using the radioisotope method.
Эффективность антипиттингового действия определяется по увеличению радиоактивности масла вследствие поступления в него продуктов усталостного износа, содержащих радиоизотоп Co. The effectiveness of the anti-pitting action is determined by the increase in the radioactivity of the oil due to the influx of fatigue wear products containing the radioisotope Co.
Данные приведены в табл. 4. The data are given in table. 4.
Данные табл. 4 показывают эффективность присадки, полученной предлагаемым способом как противопиттинговой. The data table. 4 show the effectiveness of the additive obtained by the proposed method as anti-petting.
Полученную присадку рекомендуется применять в моторных и индустриальных маслах. В зависимости от назначения масла присадка вводится в концентрации 0,7-1,0%. The resulting additive is recommended for use in motor and industrial oils. Depending on the purpose of the oil, the additive is introduced in a concentration of 0.7-1.0%.
Эффективность от использования предлагаемого изобретения заключается:
- возможность промышленного получения дитиофосфатной присадки с содержанием основного вещества более 80%;
- улучшении трибологических, антиокислительных и антипиттинговых свойств смазочного материала при введении присадки в композицию масла.The effectiveness of the use of the invention is:
- the possibility of industrial production of dithiophosphate additives with a basic substance content of more than 80%;
- improving the tribological, antioxidant and anti-pitting properties of the lubricant with the introduction of additives in the oil composition.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99127597A RU2164517C1 (en) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | Method of preparing multifunctional additive for lubricating oils |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99127597A RU2164517C1 (en) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | Method of preparing multifunctional additive for lubricating oils |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2164517C1 true RU2164517C1 (en) | 2001-03-27 |
Family
ID=20228745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99127597A RU2164517C1 (en) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | Method of preparing multifunctional additive for lubricating oils |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2164517C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102453585A (en) * | 2010-10-22 | 2012-05-16 | 中国石油天然气股份有限公司 | 2-mercaptobenzothiazole sulfuric phosphate additive and preparation method thereof |
| WO2014035360A1 (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-06 | Tsapenko Yurij Timopheevich | Lubricant additive |
| RU2833784C1 (en) * | 2024-06-28 | 2025-01-28 | Акционерное общество "ТАНЕКО" | Method of producing dialkyldithiophosphate additives |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4589991A (en) * | 1985-07-01 | 1986-05-20 | Exxon Research & Engineering Co. | Process for the solubilization of mercaptobenzothiazole in a lubricating oil composition |
| US4917809A (en) * | 1986-11-11 | 1990-04-17 | Ciba-Geigy Corporation | High-temperature lubricants |
| RU2083583C1 (en) * | 1994-08-03 | 1997-07-10 | Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти | Method of preparing anti-wear additive for lubricant oils |
-
1999
- 1999-12-24 RU RU99127597A patent/RU2164517C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4589991A (en) * | 1985-07-01 | 1986-05-20 | Exxon Research & Engineering Co. | Process for the solubilization of mercaptobenzothiazole in a lubricating oil composition |
| US4917809A (en) * | 1986-11-11 | 1990-04-17 | Ciba-Geigy Corporation | High-temperature lubricants |
| RU2083583C1 (en) * | 1994-08-03 | 1997-07-10 | Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти | Method of preparing anti-wear additive for lubricant oils |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102453585A (en) * | 2010-10-22 | 2012-05-16 | 中国石油天然气股份有限公司 | 2-mercaptobenzothiazole sulfuric phosphate additive and preparation method thereof |
| WO2014035360A1 (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-06 | Tsapenko Yurij Timopheevich | Lubricant additive |
| RU2833784C1 (en) * | 2024-06-28 | 2025-01-28 | Акционерное общество "ТАНЕКО" | Method of producing dialkyldithiophosphate additives |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6541430B1 (en) | Fluorinated lubricant additives | |
| EP1369469B1 (en) | An antioxidant additives combination for lubricants containing a molybdenum complex and an alkylated phenothiazine | |
| US5531911A (en) | Metal free hydraulic fluid with amine salt | |
| EP1364955B1 (en) | Phosphorothionates | |
| MXPA02011080A (en) | Functional fluid compositions containing epoxide acid scavengers. | |
| US8188017B2 (en) | Organic molybdenum compounds and oil compositions containing the same | |
| US2579037A (en) | Lubricating composition | |
| EP0125209A2 (en) | Lubricating compositions | |
| JP3324764B2 (en) | Phenolic borate and lubricant containing the same | |
| RU2164517C1 (en) | Method of preparing multifunctional additive for lubricating oils | |
| US4618436A (en) | Multifunctional lubricant additives and compositions thereof | |
| DE4317980B4 (en) | Bis-Dithiophosphorsäurederivate as lubricant additives | |
| JP2018199665A (en) | Alkanolamine, friction reduction agent, and lubricant composition | |
| US3089850A (en) | Phosphorothiolothionates derived from glycols | |
| EP0128019B1 (en) | Multifunctional additives for functional fluids and lubricants | |
| CA1320214C (en) | Lubricant additive comprising mixed hydroxyester of diol/phosphorodithioate-derived borates | |
| US5370806A (en) | Borated dihydrocarbyl dithiocarbamate lubricant additives and composition thereof | |
| US5962380A (en) | Fluorocarbon elastomer compatibility improving agent having wear inhibition effect | |
| US4828740A (en) | Mixed hydroquinone-hydroxyester borates as antioxidants | |
| US4599183A (en) | Multifunctional additives | |
| EP0652928A4 (en) | ALCOXY BORATES COMPLEXES OF ALKYL PHENOLS USED AS LUBRICANT STABILIZERS. | |
| US2441331A (en) | Mineral oil composition | |
| KR101827503B1 (en) | Dicarboxylic acid derivatives containing dialkyldithiophosphate group and antiwear additives and lubricant compositions comprising the same | |
| EP0918083B1 (en) | Use of dithioethylene derivatives as fluorocarbon elastomer comptability improving agents | |
| US4657684A (en) | Multifunctional antiwear additives and compositions thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071225 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20110420 |
|
| RH4A | Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20130320 |